【正文】 和少量的一氧化碳等，是易燃易爆的窒息性氣體，比重比空氣輕，極易燃燒。 Hyprotech 已有 17000 多家用戶，遍布80多個國家，其注冊用戶數(shù)目超過世界上任何一家過程模擬軟件公司。現(xiàn)已經(jīng)成為世界上最先進的化工模擬軟件之一，它具有操作簡單、功能強大、模擬精確等優(yōu)點，是模擬復(fù)雜化工過程的重要工具。在工程設(shè)計中穩(wěn)態(tài)和動態(tài)使用的是同一個目標，然后共享目標數(shù)據(jù)，不須進行數(shù)據(jù)傳遞。內(nèi)置人工智能：在系統(tǒng)中設(shè)有人工智能系統(tǒng)，在所有過程中都能發(fā)揮非常重要的作用。物性預(yù)測系統(tǒng)：對于HYSYS標準庫沒有包括的組分，可通過定義假組分，然后選擇HYSYS的物性計算包自動計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其中序列二次型是比較先進的一種方法，可進行多變量的線性、非線性優(yōu)化，配合使用變量計算表，可將更加復(fù)雜的經(jīng)濟計算模型加入優(yōu)化器中，以得到可獲最大經(jīng)濟效益的操作條件。在實際工廠流程模擬中，對于不同的物系應(yīng)選用與之相對應(yīng)的物性計算方法，才能得到與實際工況比較接近的計算結(jié)果，這樣建立起的模擬平臺才是可靠和有意義的。 HYSYS模擬計算系統(tǒng)中的不足目前困擾氣體膜分離的重要問題是模擬計算。用這些回歸方程不但可以提高運算速度，而且在特定的條件下還可提高計算精度。這部分的設(shè)計會使原來干氣不干等問題得到解決，可以得到較純凈的干氣，另外還會減少LPG的損失量，更好的回收LPG等有用組分。由分餾塔頂分離出來的富氣，經(jīng)富氣壓縮機（K100）壓縮后，與富氣洗滌水泵（P1）來的富氣洗滌水混合，進入富氣冷卻器（E1）冷卻到40℃，進料平衡罐（V1）。解吸塔底脫乙烷汽油進入穩(wěn)定塔（T4）第119或23層。平衡罐中的液相加熱至90℃進入解析塔脫除過量的輕組分如甲烷、乙烷等。穩(wěn)定塔頂不凝氣流量約1700 Nm3/h，含有大量的LPG組成，返回壓縮機前入口。吸收塔的出料只有一股，從塔頂出去的氣體組分進入在吸收塔。（6）穩(wěn)定塔的模擬。，發(fā)現(xiàn)干氣產(chǎn)量和穩(wěn)定汽油產(chǎn)量存在較大的差異，一方面可能是模擬采用的粗汽油組成與實際操作有差別。新增塔對穩(wěn)定塔塔頂氣采用低溫冷凝/精餾方式獲得合格的液化氣產(chǎn)品和C2組分。，若直接輸入新建的精餾塔生產(chǎn)LPG，在此壓力下當(dāng)冷凝溫度高于水的冰點時，損失的LPG較多，因此新建的不凝氣精餾分離裝置采用冷凝/增壓/精餾的處理方式。為此本部分對吸收塔的進料溫度、平衡罐的進料溫度、粗汽油的進料溫度、粗汽油的進料量和解吸塔塔底溫度進行調(diào)節(jié)。吸收塔的溫度有吸收塔的所有進料溫度共同決定。變化較大。（）。 解吸塔底溫度控制簡圖解吸塔的起始進料是以45℃、1600kpa。干氣中的各個組分變化很小，效果不是很明顯。從調(diào)節(jié)的結(jié)果來看，在改變吸收塔的進料溫度、平衡罐的進料溫度、粗汽油的進料溫度、解吸塔的塔底溫度對LPG的損失率、C2的吸收率的影響很小。最優(yōu)的解吸塔的溫度為160℃。溫度從155℃升高到168℃時，但是對結(jié)果影響很小。平衡罐的總體溫度會對會使溶液的組成有所變化，所以調(diào)節(jié)不同的平衡罐總體溫度對CLPG等有用組分的收率影響。同樣在改變平衡罐的總體溫度對結(jié)果的影響也不是很大，分析其原因是在改變平衡罐的總體溫度對物料的組成影響很小，基本沒變，改變的溫度會通過后面的換熱器加以平衡，所以對CLPG的收率影響很小。通過調(diào)整吸收塔的進料溫度、平衡罐的進料溫度、粗汽油的進料溫度、解吸塔的塔底溫度等參數(shù)，確定解吸塔的塔底溫度控制在160℃為宜，此時LPG 。同時還要感謝在我做設(shè)計論文時給了我很多幫助的老師，每次在我。改進流程使干氣中C3+含量降至5%。從調(diào)節(jié)的結(jié)果來看，在改變解吸塔塔頂進料溫度的進料溫度對LPG的收率、C2的吸收率的影響很小。但是對解吸塔的總體影響很小，對CLPG收率的影響不明顯。解吸塔的塔底溫度從155℃升高到168℃，新增塔的C2收率和LPG的收率降低都降低，分析主要原因：低壓高溫有利于氣體的解析。在粗汽油和解吸塔塔底溫度分別降低了8℃，而解吸塔需要的能力卻降低了288kw。 結(jié)果分析在第一部分里，針對的是減少LPG的損失量、增加C2的吸收量。在改變解吸塔塔底溫度的同時，吸收塔的各部分的溫度變化不是很大。（四）解吸塔塔底溫度的調(diào)節(jié)。 粗汽油的進料圖粗汽油的沒改變進料溫度前的進料是以40℃、1600kpa， kgmole/h。 平衡罐的進料組成CompositionMole Fractions Hydrogen Nitrogen Methane Ethane Ethylene Propane Propene iButane nButane 1Butene iPentane CO CO2 H2S H2O 平衡罐的進料溫度對干氣組分有影響，選擇了不同的進料溫度進行調(diào)節(jié)（）。對于LPG的損失率，溫度從45℃降到34℃，變化的也不是很大。第3章 流程的優(yōu)化 優(yōu)化干氣組分 參數(shù)調(diào)節(jié)對系統(tǒng)的影響在這一階段，針對干氣中的CLPG量的變化進行調(diào)節(jié)。新建的冷凝/增壓/精餾設(shè)備公用工程：20℃冷負荷約650kW；制冷冷卻水65t/h（或采用蒸發(fā)式冷凝器）；（或用穩(wěn)定塔釜汽油加熱，空冷裝置之前）；輕烴泵電功率約10kW。本次改造通過調(diào)整穩(wěn)定塔的操作工況，將其功能主要限定在生產(chǎn)合格的穩(wěn)定汽油，而穩(wěn)定塔頂不直接產(chǎn)出LPG，而是輸出C5含量嚴格限制的C2~C4的混合氣。 新流程的介紹對吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的改造主要體現(xiàn)在穩(wěn)定塔不凝氣不返回和富氣一同進吸收解析裝置，而是對穩(wěn)定塔的不凝氣進行單獨處理。 總體模擬圖根據(jù)該廠提供DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)。來至平衡罐的液體9組分進入平衡罐的頂部，同時從解吸塔頂部出去的氣態(tài)組分10返回平衡罐。從平衡罐出來兩股組分，氣體組分3進入吸收塔，液體組分7進入下一單元。目前系統(tǒng)效果差主要表現(xiàn)在兩方面：干氣不干，該吸收穩(wěn)定系統(tǒng)產(chǎn)出的干氣中液化氣（LPG）組分嚴重超標，干氣中LPG濃度平均在10%左右，遠超過設(shè)定濃度指標。塔底富吸收柴油返回分餾塔。為了保證吸收塔的吸收效果，吸收塔設(shè)兩個中段回流，分別從24層、8層抽出，以取走在吸收過程中放出的熱量（在吸收塔各段溫度滿足工藝指標時，可不開一中、二中）。新流程和原流程進行比較，并選出最好的設(shè)計方案。 設(shè)計的總體構(gòu)想針對化工生產(chǎn)中遇到“干氣不干”等問題，對某廠進行模擬。HYSYS模擬系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)回歸整理包，提供了強有力的回歸工具。HYSYS提供的方程（PR和PRSV）應(yīng)用于嚴格的烴類處理系統(tǒng)、重?zé)N系統(tǒng)的蒸汽壓力模型、蒸汽相關(guān)性用于預(yù)測實際蒸汽物性等實際化工系統(tǒng)中的模型。非序貫?zāi)M技術(shù)：序貫?zāi)M是指模擬軟件中的各種單元操作入口和出口是固定的，即數(shù)據(jù)不能在出口給定，而反算入口的狀態(tài)，即所謂的倒推式計算，由于HYSYS系統(tǒng)中的物流是智能的，物流的數(shù)據(jù)是可以沿任意方向傳遞的，所以就可以完成倒推式計算，這就是非序貫?zāi)M技術(shù)，這種方法最普遍的實例之一就是在計算火炬放空系統(tǒng)中，已知尾部壓力而倒推出上游應(yīng)具有的壓力。裝置的DCS數(shù)據(jù)可以進入HYSYS，而HYSYS的工藝參數(shù)也可以傳回裝置。物性計算包：HYSYS提供了一組功能強大的物性計算包，它的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于世界富有盛名的物性數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并經(jīng)過嚴格的校驗。分餾塔的干板開車（尤其是分凝器塔）是動態(tài)模擬技術(shù)中的一大難題。 HYSYS模擬計算系統(tǒng)的特點和功能HYSYS模擬計算系統(tǒng)具有如下特點和功能：最先進的集成式工程環(huán)境：在這種集成系統(tǒng)中，流程、單元操作是互相獨立的。這種軟件要求計算機具有強大的計算功能及多任務(wù)操作系統(tǒng)，過去只能在大型機上運行，且因操作復(fù)雜，只能少數(shù)人享用。其技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油開采、儲運、天然氣加工、石油化工、精細化工、制藥、煉制等領(lǐng)域。新老流程粗汽油和補充吸收劑的進料溫度均為40℃，老流程塔頂無冷凝器，由于吸收熱的影響，℃ 新流程塔頂設(shè)冷凝器， ℃，該溫度水冷即可達到，在工程實施上無任何困難。根據(jù)相律，自由度等于組分數(shù)減相數(shù)加。另外，反再系統(tǒng)操作條件變化，影響氣體組成變化，解吸溫度應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整。（2）冷進料方式進料不預(yù)熱進入?？刂曝毼沼蜏囟?， 使再吸收塔溫度不大于45 ℃，保證再吸收塔的吸收效果。催化裂化富氣分離流程是:吸收解吸系統(tǒng)一穩(wěn)定塔(吸收劑再生塔)。吸收段底部富吸收油直接進入解吸塔段， 解吸段頂部的解吸氣直接進入吸收段。并且由于吸收塔氣相進料因溫度下降而相應(yīng)減少，因而相對減少了吸收劑用量和吸收塔與穩(wěn)定塔的負荷。(2)液化氣中C2含量為3% (V/V)。經(jīng)加工可以得到焦化干氣、液化石油氣等有用物質(zhì)。由于延遲焦化工藝原料適應(yīng)范圍廣、輕油收率高、投資和操作費用低，已成為當(dāng)今石油加工的主要手段。焦化氣體經(jīng)脫硫處理后可作為制氫原料或送燃料管網(wǎng)做燃料使用[6]。延遲焦化原料可以是重油、渣油、甚至是瀝青。（2）分餾部分，主要設(shè)備是分餾塔。北京設(shè)計院和荊門石油化工總廠合作把該廠原有的催化裂化裝置改造成提升管快速床再生催化裂化裝置，采用了具有外循環(huán)管的燒焦罐，取得了很好的效果。在設(shè)計中采用了先進的反應(yīng)系統(tǒng)和高效催化劑汽提器，以及專有的進料噴嘴。(2)采用兩個再生器進行再生。可控制的催化裂化集工藝設(shè)計、催化劑配方和工藝操作條件之大成，以生產(chǎn)質(zhì)量最好的產(chǎn)品。形狀獨特的快速床再生器(燒焦罐)能使空氣和催化劑接觸良好，大幅度地提高了燒焦強度。早在本世紀二十年代，“利用磨粉催化劑沉降分離的特性，采用一種密相流化床”。美國的Vacuum石油公司利用這一技術(shù)于1931年建成3500t/a的中型裝置，取得了工業(yè)化數(shù)據(jù)。某廠從目前現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)顯示，由于實際操作中的富氣和粗汽油的處理量遠大于設(shè)計能力，導(dǎo)致吸收塔，解析塔的分離效率遠低于設(shè)計值，雖將塔板形式進行了改進，仍達不到理想的效果。與此同時，各煉廠還試圖進一步提高催化加工量，由于產(chǎn)氣量和處理量的增加，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)往往不能適應(yīng)這種變化，取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益[1]。解析塔底富液中C2含量超標，導(dǎo)致穩(wěn)定塔塔頂產(chǎn)生大量不凝氣。主要表現(xiàn)在兩方面：該吸收穩(wěn)定系統(tǒng)產(chǎn)出的干氣中LPG組分嚴重超標，干氣中LPG濃度平均在10%左右，遠超過設(shè)定濃度指標，導(dǎo)致液化氣損失增大。各煉油廠近年來逐漸對反應(yīng)再生系統(tǒng)進行技術(shù)改造，通過采用新工藝和新型催化劑，使產(chǎn)氣率大幅度提高，取得了顯著的經(jīng)濟效益。事實上，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)不僅決定汽油、液化氣的產(chǎn)品質(zhì)量， 及其以上組分， 所謂干氣“不干”， 其對裝置液收的影響沒有引起足夠的重視。采用固體酸性催化劑的Huodry催化裂化工藝的開發(fā)是煉油技術(shù)中的一個空前成就。流化催化裂化的開發(fā)最初是從螺旋輸送粉劑這一開發(fā)項目開始的，粉劑的應(yīng)用是發(fā)明流化催化裂化和各種流化床的關(guān)鍵。2）UOP公司UOP公司設(shè)計的高效再生流化催化裂化裝置特點是:提升管出口裝有催化劑和油氣的快速分離設(shè)施，減少其接觸時間，降低反應(yīng)器內(nèi)旋風(fēng)分離器的催化劑負荷。90年代初UOP公司又推出了CCC工藝(可控制的催化裂化)。1982年又將同軸式催化裂化裝置改成重油催化裂化工藝，新設(shè)疊置式兩段再生器及反應(yīng)器，采用了先進的進料噴嘴及其它技術(shù)成果特點有：(1)認為原料中的殘?zhí)颗c生焦率無關(guān)，當(dāng)處理殘?zhí)吭蠒r，生焦率為6%一7%，裝置不設(shè)取熱設(shè)施。5）其他公司Lumus公司開發(fā)的催化裂化裝置1998年已有13套建成投產(chǎn)。1978年武漢石油化工廠()、烏魯木齊石油化工總廠()和鎮(zhèn)海石油化工總廠( Mt/a)相繼建成高低并列式提升管催化裂化裝置。有一爐兩塔、兩爐四塔，也有與其它裝置直接聯(lián)合的。國內(nèi)選定爐出口溫度為495～500℃，～ Mpa。石油焦是延遲焦化過程的重要產(chǎn)品之一，根據(jù)質(zhì)量不同可用做電極、冶金及燃料等。因此，在目前我國資金緊張，輕油產(chǎn)品尤其是柴汽比供需矛盾突出的情況下，延遲焦化是解決這一矛盾的較理想的手段之一[7]。其中焦化富氣中含有大量的甲烷、乙烷等有用物質(zhì)。八十年代對吸收穩(wěn)定提出如下技術(shù)指標：(1)干氣中C3含量為3%(V/V)。這樣，汽液平衡罐相當(dāng)于一塊理論板，在提高吸收效果的同時，使解吸塔的操作更易于調(diào)節(jié)，乙烷解吸率提高。目前生產(chǎn)中使用的單塔流程， 其特點為：富氣經(jīng)壓縮冷卻后，在平衡罐分為氣液兩相， 分別進入吸收段和解吸段。然后在穩(wěn)定塔內(nèi)用分餾工藝將穩(wěn)定汽油與LPG分離，穩(wěn)定塔即是吸收劑的再生塔。降低循環(huán)水的溫度，增加吸收塔一中、二中回流，兼顧氣壓機工況與能耗，控制粗汽油冷后溫度在40～45 ℃，控制穩(wěn)定汽油溫度，都可以控制吸收溫度。優(yōu)點是可以減少塔底再沸器熱負荷但解吸氣量較大，增大了吸收系統(tǒng)的負荷及冷卻負荷， 使吸收效果差。因為本裝置吸收、再吸收塔的負荷以至設(shè)計極限，解吸溫度高，富氣量多，就會影響吸收和再吸收塔的吸收效果，所以解吸溫度不宜太高。采用油吸收蒸餾塔替代吸收塔，只要壓力相同，塔頂采出物料組成基本相同， 其塔頂溫度應(yīng)當(dāng)是差別不大的。新老流程塔頂壓力、溫度相近，液相中摩爾分數(shù)都在6％～4％， 這說明上述理論分析是正確的。 HYSYS的介紹Hyprotech 公司創(chuàng)建于 1976 年，是世界上最早開拓石油、化工方面的工業(yè)模擬、仿真技術(shù)的跨國公司。它將穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)、控制理論、動態(tài)化工、熱力學(xué)模型及動態(tài)數(shù)據(jù)處理有機地結(jié)合起來，通過求解巨型常微分方程組進行動態(tài)模擬。利用HYSYS的功能即可完成對焦化富氣回收流程改進的模擬。干板開車：任何容積式設(shè)備都可以在沒有物料的條件下開車啟動。用回歸公式可以提高運算速度，在特定的條件下還可提高計算精度。DCS接口：HYSYS通過動態(tài)鏈接庫DLL與DCS控制系統(tǒng)鏈接。在HYSYS中，由于采用了面向目標的編程工具，塔板、重沸器、泵、回流罐等都是相互獨立的目標，人們可以任意組合這種目標，而完成各種各樣的任意塔，十分方便。HYSYS中物性包的應(yīng)用可以預(yù)測理想和非理想狀態(tài)下各種混合物的物性。因此，這就要求模擬計算系統(tǒng)具有非常強大的能量、動量以及質(zhì)量衡算功能。到目前為止尚未見到HYSYS模擬計算系統(tǒng)中開發(fā)多組分氣體膜分離單元模塊的報道。為了得到最優(yōu)的設(shè)計方案，在原設(shè)備上新增了個精餾塔